Rust 智能指针与 Trait

智能指针

Box<T> — 堆分配

let b = Box::new(5);
println!("b = {}", b);

// 递归类型必须使用 Box
enum List {
    Cons(i32, Box<List>),
    Nil,
}
use List::{Cons, Nil};
let list = Cons(1, Box::new(Cons(2, Box::new(Nil))));

Rc<T> — 引用计数

use std::rc::Rc;

let a = Rc::new(5);
let b = Rc::clone(&a); // 引用计数 +1
let c = Rc::clone(&a); // 引用计数 +1
println!("引用计数: {}", Rc::strong_count(&a)); // 3

Arc<T> — 原子引用计数（线程安全）

use std::sync::Arc;
use std::thread;

let data = Arc::new(vec![1, 2, 3]);

for _ in 0..3 {
    let data = Arc::clone(&data);
    thread::spawn(move || {
        println!("{:?}", *data);
    });
}

Trait 与 Trait 对象

定义与实现 Trait

trait Summary {
    fn summarize(&self) -> String;

    // 默认实现
    fn preview(&self) -> String {
        format!("{}...", &self.summarize()[..20.min(self.summarize().len())])
    }
}

struct Article { title: String, content: String }

impl Summary for Article {
    fn summarize(&self) -> String {
        format!("{}: {}", self.title, self.content)
    }
}

Trait 对象（动态分发）

fn print_summary(item: &dyn Summary) {
    println!("{}", item.summarize());
}

let article = Article {
    title: "Rust".into(),
    content: "Learn Rust".into(),
};
print_summary(&article);

常用标准 Trait

Trait	用途
Debug	格式化调试输出 {:?}
Clone	显式深拷贝
Copy	隐式位拷贝（栈上类型）
From/Into	类型转换
Display	格式化用户输出 {}
Iterator	迭代器
Send/Sync	线程安全标记